Quais são os eventos da divisão Meiótica que aumentam a variabilidade genética da prole?

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Crossing over: o que é?
Quando e onde ocorre crossing over?
Quais eventos promovem variabilidade genética na meiose?
O que aumenta a variabilidade genética?
Qual divisão celular produz uma maior variabilidade genética?
Quais são os eventos Mitóticos?

O que é crossing over?

Crossing over: o que é?
Quando e onde ocorre crossing over?

Você sabe sobre o é o crossing over? Trata-se de um dos assuntos básicos que envolvem as partes de Citologia e Genética. Por conta desse caráter interdisciplinar, esse assunto costuma ser bastante recorrente nas provas de Biologia do Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) e dos vestibulares.

Está interessado em saber mais sobre esse assunto? Neste minipost, explicaremos o que é crossing over, quando e onde ocorre esse processo. Veja mais a seguir.

Crossing over: o que é?

Esse termo, de forma inicial, pode parecer complicado para muitas pessoas, pois se trata de um estrangeirismo e uma palavra que não está tão presente no nosso cotidiano. No entanto, neste artigo vamos deixar a definição desse conceito bem clara para facilitar seu entendimento e tirar as suas dúvidas em relação ao assunto.

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Trata-se de um fenômeno que envolve cromátides homólogas. Ocorre a quebra delas em alguns pontos e, na sequência, há uma troca de pedaços correspondentes entre elas. Vale destacar ainda que as trocas provocam o surgimento de outras sequências de genes ao longo dos cromossomos. Dessa forma, se existem vários genes combinados em um cromossomo, após o crossing a combinação pode ser alterada.

Quando e onde ocorre crossing over?

Nesse processo, acontece a troca de material genético entre cromossomos homólogos. Ele ocorre durante a prófase I da divisão celular meiose. Por conta dessa característica, o crossing aumenta a variabilidade genética.

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Tags:
biologia
citologia
cromossomos
crossing-over

Referência : Moreira, C., (2015) Meiose, Rev. Ciência Elem., V3(4):202
Autor: Catarina Moreira
Editor: José Feijó
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2015.202]

A meiose é um dos principais factores de variabilidade genética, através da combinação da informação contida nos cromossomas homólogos existentes nas células que sofrem este processo, permitindo a produção de células geneticamente diferentes entre si e com metade do número de cromossomas da célula inicial. Este processo é essencial na formação gâmetas em todas as espécies com reprodução sexuada.

A meiose (ao contrário da Mitose) desenrola-se em duas fases, correspondendo cada uma delas a uma divisão do núcleo. Na primeira divisão meiótica que se prolonga da profase até à metafase – meiose I – os cromossomas homólogos, previamente duplicados, condensam e emparelham. Durante este período, os cromatídeos dos cromossomas homólogos estabelecem contacto físico nos pontos de quiasma, onde poderá ocorrer troca de fragmentos entre os cromossomas do par – crossing over. O crossing over é o primeiro factor de variabilidade genética dado o carácter aleatório dos pontos de quiasma formados. O segundo factor de variabilidade – separação ou segregação dos homólogos – ocorre logo após a metafase, no início da anafase com a ascensão polar, de forma aleatória, dos cromossomas homólogos (constituídos ainda por dois cromatídeos). Os núcleos filhos resultantes são já haplóides, constituídos por apenas um cromossoma de cada par de homólogos inicial. A segunda divisão meiótica – meiose II – é semelhante à mitose. Os cromatídeos de cada cromossoma, alinham-se no plano equatorial de cada célula durante a metafase II e seguidamente separam-se ao nível do centrómero e migram aleatoriamente para pólos opostos na anafase II, sendo este um terceiro factor de variabilidade visto os cromatídeos não serem iguais devido ao crossing-over. No final da telofase II temos quatro células haplóides diferentes entre si.

Tal como na mitose, antes da meiose ocorre um período de interfase durante o qual ocorre replicação do material genético e síntese de biomoléculas. O processo de divisão celular inicia-se com uma célula diplóide (2n) que origina quatro células haplóides (n), isto é, as células filhas apresentam metade do número de cromossomas da célula-mãe. Na meiose ocorrem duas divisões sucessivas, designadas divisão I e divisão II.

Divisão I – divisão reducional – um núcleo diplóide (2n) origina dois núcleos haplóides (n), com metade do número de cromossomas. A esta divisão segue-se, em geral, a citocinese.
Divisão II – divisão equacional - separa os cromatídeos irmãos das células haplóides anteriormente formadas, sem haver redução no número de cromossomas.

Descrição dos principais acontecimentos da meiose

Interfase – replicação do DNA (durante a fase S), resultando em cromossomas com dois cromatídeos idênticos – cromossomas homólogos.

Meiose I – divisão reducional

Profase I – etapa mais longa da meiose, que pode demorar anos em alguns organismos;
- o núcleo das células aumenta de volume, a membrana nuclear e o nucléolo desagregam-se e os cromossomas condensam, ficando mais curtos e enrolados
- os cromossomas homólogos emparelham, num processo designado por sinapse. Os pontos de contacto entre os cromatídeos emparelhados chamam-se pontos de quiasma
- os cromossomas homólogos emparelhados designam-se por bivalentes, e aos quatro cromatídeos chama-se tétrada cromatídica.
- Entre os bivalentes ocorrem trocas de segmentos – crossing over – ao nível dos pontos de quiasma
Metafase I - os cromossomas homólogos de cada bivalente dispõem-se aleatoriamente na placa equatorial, unidos pelo centrómero às fibras do fuso acromático
- Ao contrário do que acontece na mitose, não são os centrómeros que se localizam no plano equatorial do fuso acromático mas os pontos de quiasma
Anafase I – as fibras do fuso acromático retraem, os pontos de quiasma rompem e os os cromossomas homólogos migram aleatoriamente para pólos opostos. Ocorre segregação dos homólogos sem que haja separação dos centrómeros.
- cada um dos conjuntos cromossómicos que se separam e ascendem aos pólos são haplóides - com metade do número de cromossomas (n) – e possuem informações genéticas diferentes, contribuindo para a variabilidade genética dos novos núcleos
Telofase I – ao chegarem aos pólos, os cromossomas começam a descondensar, tornando-se finos e longos
- o fuso acromático começa a desintegrar-se e diferenciam-se os nucléolos e as membranas nucleares, formando dois núcleo haplóides (n)
- em certas células ocorre a citocinese, originando duas células-filhas individualizadas que seguem com a meiose II após uma curta interfase

Meiose II – divisão equacional

Profase II – os cromossomas com dois cromatídeos condensam-se (no entanto, em algumas espécies os cromossomas não chegam a descondensar)
- o fuso acromático forma-se após divisão do centrossoma
- o nucléolo e a membrana nuclear tornam a desagregar-se
Metafase II – os cromossomas alinham-se no plano equatorial, presos pelo centrómero às fibras do fuso acromático
Anafase II – divisão longitudinal do centrómero, com separação dos cromatídeos-irmãos que ascendem aleatoriamente a pólos opostos
- cada cromatídeo passa a ser considerado um cromossoma
Telofase II – os cromossomas atingem os pólos e começam a descondensar
- o fuso acromático desorganiza-se e os nucléolos e as membranas nucleares diferenciam-se, formando quatro núcleos haplóides (n)
- caso não tenha ocorrido citocinese durante a telofase I, o citoplasma divide-se agora originando quatro células-filhas haplóides

Citocinese Todas as estruturas e organelos distribuem-se equitativamente pelas células-filhas. Este processo difere consoante sejam células vegetais ou células animais. Nas células animais forma-se um anel contráctil de microfilamentos de actina e miosina (proteínas) e as células individualizam-se. Nas células vegetais dá-se ainda a síntese da parede no final da citocinese.

Mitose versus Meiose

São ambos processo de divisão nuclear que ocorrem ao longo do ciclo de vida dos organismos mas apresentam aspectos que os distinguem.

Mitose	Meiose
Ocorre em células somáticas	Ocorre em células sexuais para produção de gâmetas
Origina duas células-filhas, cujo número de cromossomas é igual ao da célula mãe	Origina quatro células-filhas com metade do número de cromossomas da célula mãe
Ocorre em células diplóides e haplóides	Nunca ocorre em células haplóides
Não há emparelhamento de cromossomas homólogos (cada Cromossoma comporta-se de forma independente do outro)	Há emparelhamento de cromossomas homólogos
Quase nunca ocorre Crossing-over	Há crossing-over entre cromatídeos de Cromossomas Homólogos
As células-filhas podem continuar a dividir-se	As células-filhas não podem sofrer mais divisões meióticas
Centrómeros dividem-se longitudinalmente na Anafase	Centrómeros dividem-se longitudinalmente apenas na anafase II (divisão equacional)
Só ocorre uma divisão	Ocorrem duas divisões sucessivas (primeira dita reducional e a segunda equacional, semelhante à mitose)

Palavras chave:citocinese, metafase, anafase, telofase, profase, mitose, cromossomas homólogos, crossing-over, sinapse

Materiais relacionados disponíveis na Casa das Ciências:

Divisão Celular Assimétrica, veja uma divisão celular que origina duas células diferentes

Criada em 20 de Outubro de 2009
Revista em 10 de Setembro de 2010
Aceite pelo editor em 15 de Setembro de 2010

Quais eventos promovem variabilidade genética na meiose?

Variabilidade genética São dois processos que diferenciam as células geradas na meiose: Crossing-Over e segregação independente dos homólogos.

O que aumenta a variabilidade genética?

Alguns fatores influenciam na variabilidade genética, como a mutação, o fluxo gênico, a reprodução sexuada e a deriva genética. Entre eles, a mutação é o principal fator gerador de variabilidade, permitindo o surgimento de novas combinações dentro do conjunto de genes da população.

Qual divisão celular produz uma maior variabilidade genética?

A meiose cria células sexuais (ou gametas) e se dá apenas em organismos diploides. As células filhas são diferentes da célula mãe, geneticamente diferentes entre si e iguais no número de cromossomos. Por isso, a meiose é um dos principais fatores para a variabilidade genética nos seres vivo.

Quais são os eventos Mitóticos?

A mitose dura aproximadamente 45 minutos e é convencionalmente dividida em: prófase, metáfase, anáfase e telófase, sendo o último evento a citocinese, que corresponde à divisão do citoplasma. Na prófase há a condensação dos cromossomos, tornando-os cada vez mais curtos e grossos.